स्मार्ट जगासाठी 5G

इंटरनेट ऑफ थिंग्जची खरी क्रांती केवळ पाचव्या पिढीच्या मोबाइल इंटरनेट नेटवर्कच्या लोकप्रियतेमुळेच होईल, असा विश्वास आहे. हे नेटवर्क कसेही तयार केले जाईल, परंतु आयओटी पायाभूत सुविधा सुरू झाल्याने व्यवसाय आता त्याकडे पाहत नाही.

तज्ञांची अपेक्षा आहे की 5G ही उत्क्रांती नसून मोबाइल तंत्रज्ञानाचे संपूर्ण परिवर्तन आहे. यामुळे या प्रकारच्या संप्रेषणाशी संबंधित संपूर्ण उद्योग बदलला पाहिजे. फेब्रुवारी 2017 मध्ये, बार्सिलोना येथील मोबाइल वर्ल्ड काँग्रेसमध्ये सादरीकरणादरम्यान, ड्यूश टेलिकॉमच्या प्रतिनिधीने असे सांगितले की स्मार्टफोनचे अस्तित्व संपुष्टात येईल. जेव्हा ते लोकप्रिय होईल, तेव्हा आपल्या सभोवतालच्या जवळपास सर्व गोष्टींसह आपण नेहमी ऑनलाइन असू. आणि कोणता बाजार विभाग हे तंत्रज्ञान वापरेल (टेलीमेडिसिन, व्हॉईस कॉल, गेमिंग प्लॅटफॉर्म, वेब ब्राउझिंग) यावर अवलंबून, नेटवर्क वेगळ्या पद्धतीने वागेल.

मागील उपायांच्या तुलनेत 5G नेटवर्क गती

त्याच MWC दरम्यान, 5G नेटवर्कचे पहिले व्यावसायिक अनुप्रयोग दर्शविले गेले - जरी हे शब्द काही शंका निर्माण करतात, कारण ते प्रत्यक्षात काय असेल हे अद्याप अज्ञात आहे. गृहीतके पूर्णपणे विसंगत आहेत. काही स्त्रोतांचा असा दावा आहे की 5G एकाच वेळी हजारो वापरकर्त्यांना दहा हजार मेगाबिट प्रति सेकंद ट्रांसमिशन गती प्रदान करेल. इंटरनॅशनल टेलिकम्युनिकेशन युनियन (ITU) ने काही महिन्यांपूर्वी जाहीर केलेल्या 5G साठी प्राथमिक तपशील, विलंब 4 ms पेक्षा जास्त नसावा असे सूचित करते. डेटा 20 Gbps वर डाउनलोड करणे आणि 10 Gbps वर अपलोड करणे आवश्यक आहे. आम्हाला माहित आहे की ITU या पतन मध्ये नवीन नेटवर्कची अंतिम आवृत्ती घोषित करू इच्छित आहे. प्रत्येकजण एका गोष्टीवर सहमत आहे - 5G नेटवर्कने शेकडो हजारो सेन्सर्सचे एकाचवेळी वायरलेस कनेक्शन प्रदान केले पाहिजे, जे इंटरनेट ऑफ थिंग्ज आणि सर्वव्यापी सेवांसाठी महत्त्वाचे आहे.

AT&T, NTT DOCOMO, SK Telecom, Vodafone, LG Electronic, Sprint, Huawei, ZTE, Qualcomm, Intel आणि बर्‍याच आघाडीच्या कंपन्यांनी 5G मानकीकरण टाइमलाइनला गती देण्यासाठी त्यांचे समर्थन स्पष्ट केले आहे. सर्व भागधारकांना 2019 पासून लवकरात लवकर या संकल्पनेचे व्यापारीकरण सुरू करायचे आहे. दुसरीकडे, युरोपियन युनियनने पुढील पिढीच्या नेटवर्कच्या विकासाची दिशा ठरवण्यासाठी 5G PPP योजना () जाहीर केली. 2020 पर्यंत, EU देशांनी या मानकासाठी आरक्षित 700 MHz वारंवारता सोडणे आवश्यक आहे.

5G नेटवर्क ही नवीन तंत्रज्ञानाची देणगी आहे

एकल गोष्टींना 5G ची गरज नाही

एरिक्सनच्या मते, गेल्या वर्षाच्या अखेरीस (, IoT) मध्ये 5,6 अब्ज उपकरणे कार्यरत होती. यापैकी, फक्त 400 दशलक्ष मोबाइल नेटवर्कसह आणि उर्वरित वाय-फाय, ब्लूटूथ किंवा ZigBee सारख्या शॉर्ट-रेंज नेटवर्कसह काम केले.

इंटरनेट ऑफ थिंग्जचा वास्तविक विकास 5G नेटवर्कशी संबंधित असतो. नवीन तंत्रज्ञानाचे पहिले ऍप्लिकेशन, सुरुवातीला व्यवसाय क्षेत्रात, दोन ते तीन वर्षांत दिसू शकतात. तथापि, आम्ही 2025 पूर्वीच्या वैयक्तिक ग्राहकांसाठी पुढील पिढीच्या नेटवर्कमध्ये प्रवेशाची अपेक्षा करू शकतो. 5G तंत्रज्ञानाचा फायदा म्हणजे, इतर गोष्टींबरोबरच, एक चौरस किलोमीटर क्षेत्रफळावर एकत्रित केलेली दहा लाख उपकरणे हाताळण्याची क्षमता. ही एक मोठी संख्या आहे असे दिसते, परंतु जर आपण आयओटी दृष्टीकोन काय म्हणते ते लक्षात घेतले तर स्मार्ट शहरेज्यामध्ये, शहरी पायाभूत सुविधांव्यतिरिक्त, वाहने (स्वायत्त कारसह) आणि घरगुती (स्मार्ट घरे) आणि कार्यालयीन उपकरणे जोडलेली आहेत, तसेच, उदाहरणार्थ, दुकाने आणि त्यामध्ये साठवलेल्या वस्तू, हे दशलक्ष प्रति चौरस किलोमीटर असे दिसत नाही. मोठा विशेषत: शहराच्या मध्यभागी किंवा कार्यालयांची उच्च एकाग्रता असलेल्या भागात.

तथापि, हे लक्षात ठेवा की नेटवर्कशी कनेक्ट केलेली अनेक उपकरणे आणि त्यावर ठेवलेल्या सेन्सर्सना फार वेगाची आवश्यकता नसते, कारण ते डेटाचे लहान भाग प्रसारित करतात. एटीएम किंवा पेमेंट टर्मिनलद्वारे अल्ट्रा-फास्ट इंटरनेटची आवश्यकता नाही. संरक्षण प्रणालीमध्ये धूर आणि तापमान सेन्सर असणे आवश्यक नाही, उदाहरणार्थ, स्टोअरमधील रेफ्रिजरेटर्सच्या परिस्थितीबद्दल आइस्क्रीम उत्पादकाला माहिती देणे. रस्त्यावरील प्रकाशाचे निरीक्षण आणि नियंत्रण करण्यासाठी, वीज आणि पाण्याच्या मीटरवरून डेटा प्रसारित करण्यासाठी, IoT-कनेक्ट केलेल्या होम डिव्हाइसेसच्या स्मार्टफोनचा वापर करून रिमोट कंट्रोलसाठी किंवा लॉजिस्टिकमध्ये उच्च गती आणि कमी विलंबाची आवश्यकता नाही.

आज, जरी आमच्याकडे एलटीई तंत्रज्ञान आहे, जे आम्हाला मोबाइल नेटवर्कवर प्रति सेकंद अनेक दहापट किंवा अगदी शेकडो मेगाबिट डेटा पाठविण्याची परवानगी देते, तरीही इंटरनेट ऑफ थिंग्जमध्ये कार्यरत डिव्हाइसेसचा एक महत्त्वपूर्ण भाग अजूनही वापरतो. 2G नेटवर्क, म्हणजे 1991 पासून विक्रीवर आहे. जीएसएम मानक.

अनेक कंपन्यांना त्यांच्या सध्याच्या क्रियाकलापांमध्ये IoT वापरण्यापासून परावृत्त करणार्‍या आणि त्यामुळे त्यांचा विकास मंदावणार्‍या किमतीच्या अडथळ्यावर मात करण्यासाठी, लहान डेटा पॅकेट्स प्रसारित करणार्‍या उपकरणांना समर्थन देण्यासाठी डिझाइन केलेले नेटवर्क तयार करण्यासाठी तंत्रज्ञान विकसित केले गेले आहे. हे नेटवर्क मोबाइल ऑपरेटरद्वारे वापरल्या जाणार्‍या फ्रिक्वेन्सी आणि परवाना नसलेले बँड दोन्ही वापरतात. LTE-M आणि NB-IoT (ज्याला NB-LTE देखील म्हणतात) सारख्या तंत्रज्ञान LTE नेटवर्कद्वारे वापरल्या जाणार्‍या बँडमध्ये कार्य करतात, तर EC-GSM-IoT (ज्याला EC-EGPRS देखील म्हणतात) 2G नेटवर्कद्वारे वापरलेला बँड वापरतात. परवाना नसलेल्या श्रेणीमध्ये, तुम्ही LoRa, Sigfox आणि RPMA सारख्या उपायांमधून निवड करू शकता.

वरील सर्व पर्याय विस्तृत श्रेणी देतात आणि अशा प्रकारे डिझाइन केलेले आहेत की अंतिम उपकरणे शक्य तितकी स्वस्त आहेत आणि शक्य तितकी कमी ऊर्जा वापरतात आणि अशा प्रकारे अनेक वर्षे बॅटरी न बदलता देखील कार्य करतात. म्हणून त्यांचे सामूहिक नाव - (कमी वीज वापर, लांब श्रेणी). मोबाइल ऑपरेटरसाठी उपलब्ध असलेल्या श्रेणींमध्ये कार्यरत LPWA नेटवर्क्सना फक्त सॉफ्टवेअर अपडेटची आवश्यकता असते. गार्टनर आणि ओव्हम या संशोधन कंपन्यांद्वारे व्यावसायिक LPWA नेटवर्कचा विकास हा IoT च्या विकासातील सर्वात महत्त्वाच्या घटनांपैकी एक मानला जातो.

ऑपरेटर विविध तंत्रज्ञान वापरतात. डच KPN, ज्याने गेल्या वर्षी आपले देशव्यापी नेटवर्क लॉन्च केले, त्यांनी LoRa निवडले आहे आणि त्यांना LTE-M मध्ये स्वारस्य आहे. व्होडाफोन समूहाने NB-IoT निवडले आहे - या वर्षी त्यांनी स्पेनमध्ये नेटवर्क तयार करण्यास सुरुवात केली आणि जर्मनी, आयर्लंड आणि स्पेनमध्ये असे नेटवर्क तयार करण्याची त्यांची योजना आहे. Deutsche Telekom ने NB-IoT ची निवड केली आहे आणि घोषणा केली आहे की त्याचे नेटवर्क पोलंडसह आठ देशांमध्ये लॉन्च केले जाईल. स्पॅनिश Telefonica ने Sigfox आणि NB-IoT निवडले. फ्रान्समधील ऑरेंजने LoRa नेटवर्क तयार करण्यास सुरुवात केली आणि नंतर घोषणा केली की ती ज्या देशांमध्ये कार्यरत आहे तेथे स्पेन आणि बेल्जियममधून LTE-M नेटवर्क आणण्यास सुरुवात करेल आणि त्यामुळे कदाचित पोलंडमध्ये देखील.

LPWA नेटवर्कच्या निर्मितीचा अर्थ असा असू शकतो की विशिष्ट IoT इकोसिस्टमचा विकास 5G नेटवर्कपेक्षा वेगाने सुरू होईल. एकाचा विस्तार दुसऱ्याला वगळत नाही, कारण दोन्ही तंत्रज्ञान भविष्यातील स्मार्ट ग्रिडसाठी आवश्यक आहेत.

5G वायरलेस कनेक्‍शनला तरीही खूप गरज आहे ऊर्जा. उपरोक्त श्रेणींव्यतिरिक्त, वैयक्तिक डिव्हाइसेसच्या पातळीवर ऊर्जा वाचवण्याचा मार्ग गेल्या वर्षी लॉन्च केला जावा. ब्लूटूथ वेब प्लॅटफॉर्म. हे स्मार्ट बल्ब, लॉक, सेन्सर इ.च्या नेटवर्कद्वारे वापरले जाईल. हे तंत्रज्ञान तुम्हाला वेब ब्राउझर किंवा वेबसाइटवरून थेट IoT उपकरणांशी विशेष ऍप्लिकेशन्सची आवश्यकता न घेता कनेक्ट करण्याची परवानगी देते.

वेब ब्लूटूथ तंत्रज्ञानाचे व्हिज्युअलायझेशन

आधी 5G

हे जाणून घेण्यासारखे आहे की काही कंपन्या अनेक वर्षांपासून 5G तंत्रज्ञानाचा पाठपुरावा करत आहेत. उदाहरणार्थ, सॅमसंग 5 पासून त्याच्या 2011G नेटवर्क सोल्यूशन्सवर काम करत आहे. या वेळी, 1,2 किमी / ताशी वेगाने जाणाऱ्या वाहनामध्ये 110 Gb/s चे ट्रान्समिशन प्राप्त करणे शक्य झाले. आणि स्थायी रिसीव्हरसाठी 7,5 Gbps.

शिवाय, प्रायोगिक 5G नेटवर्क आधीपासूनच अस्तित्वात आहेत आणि विविध कंपन्यांच्या सहकार्याने तयार केले गेले आहेत. तथापि, या क्षणी नवीन नेटवर्कच्या आसन्न आणि खरोखर जागतिक मानकीकरणाबद्दल बोलणे खूप लवकर आहे. एरिक्सन स्वीडन आणि जपानमध्ये त्याची चाचणी करत आहे, परंतु नवीन मानकांसह कार्य करणारी लहान ग्राहक उपकरणे अद्याप खूप दूर आहेत. 2018 मध्ये, स्वीडिश ऑपरेटर TeliaSonera च्या सहकार्याने, कंपनी स्टॉकहोम आणि टॅलिनमध्ये पहिले व्यावसायिक 5G नेटवर्क लॉन्च करेल. सुरुवातीला होईल शहरी नेटवर्क, आणि आम्हाला "पूर्ण-आकारात" 5G साठी 2020 पर्यंत प्रतीक्षा करावी लागेल. एरिक्सनकडेही आहे पहिला 5G फोन. कदाचित "टेलिफोन" हा शब्द चुकीचा आहे. डिव्हाइसचे वजन 150 किलोग्रॅम आहे आणि तुम्हाला मोजमाप उपकरणांनी सज्ज असलेल्या मोठ्या बसमध्ये प्रवास करावा लागेल.

गेल्या ऑक्टोबरमध्ये, 5G नेटवर्कच्या पदार्पणाची बातमी दूरच्या ऑस्ट्रेलियातून आली. तथापि, या प्रकारच्या अहवालांना काही अंतराने संपर्क साधावा – 5G मानक आणि तपशीलाशिवाय, पाचव्या पिढीची सेवा सुरू केली आहे हे तुम्हाला कसे कळेल? मानक मान्य झाल्यानंतर हे बदलले पाहिजे. जर सर्व काही योजनेनुसार झाले तर, पूर्व-मानकीकृत 5G नेटवर्क दक्षिण कोरियामधील 2018 हिवाळी ऑलिंपिकमध्ये त्यांचे प्रथम प्रदर्शन करतील.

मिलिमीटर लाटा आणि लहान पेशी

5G नेटवर्कचे कार्य अनेक महत्त्वाच्या तंत्रज्ञानावर अवलंबून असते.

सॅमसंग निर्मित बेस स्टेशन

पहिला मिलीमीटर वेव्ह कनेक्शन. समान रेडिओ फ्रिक्वेन्सीचा वापर करून अधिकाधिक उपकरणे एकमेकांशी किंवा इंटरनेटशी कनेक्ट होत आहेत. यामुळे वेग कमी होणे आणि कनेक्शन स्थिरतेच्या समस्या उद्भवतात. समाधान मिलिमीटर लाटांवर स्विच करणे असू शकते, म्हणजे. 30-300 GHz च्या वारंवारता श्रेणीमध्ये. ते सध्या विशेषतः उपग्रह संप्रेषण आणि रेडिओ खगोलशास्त्रात वापरले जातात, परंतु त्यांची मुख्य मर्यादा ही त्यांची लहान श्रेणी आहे. नवीन प्रकारचे अँटेना या समस्येचे निराकरण करते आणि या तंत्रज्ञानाचा विकास अद्याप चालू आहे.

तंत्रज्ञान हा पाचव्या पिढीचा दुसरा आधारस्तंभ आहे. शास्त्रज्ञ बढाई मारतात की ते आधीपासून 200 मीटरपेक्षा जास्त अंतरावर मिलीमीटर लहरी वापरून डेटा प्रसारित करण्यास सक्षम आहेत. आणि अक्षरशः प्रत्येक 200-250 मीटर मोठ्या शहरांमध्ये, म्हणजे, खूप कमी वीज वापर असलेली लहान बेस स्टेशन असू शकतात. तथापि, कमी लोकसंख्या असलेल्या भागात, "लहान पेशी" चांगले कार्य करत नाहीत.

हे वरील समस्येस मदत करेल MIMO तंत्रज्ञान नवी पिढी. MIMO हे 4G मानकामध्ये देखील वापरले जाणारे एक समाधान आहे जे वायरलेस नेटवर्कची क्षमता वाढवू शकते. ट्रान्समिटिंग आणि रिसीव्हिंग बाजूंवर मल्टी-एंटेना ट्रान्समिशनमध्ये रहस्य आहे. नेक्स्ट जनरेशन स्टेशन्स एकाच वेळी डेटा पाठवण्यासाठी आणि प्राप्त करण्यासाठी आजच्या तुलनेत आठ पट जास्त पोर्ट हाताळू शकतात. अशा प्रकारे, नेटवर्क थ्रूपुट 22% वाढतो.

5G साठी आणखी एक महत्त्वाचे तंत्र म्हणजे "बीमफॉर्मिंग" ही एक सिग्नल प्रोसेसिंग पद्धत आहे ज्यामुळे डेटा इष्टतम मार्गाने वापरकर्त्याला वितरित केला जातो. मिलिमीटर लाटा सर्व दिशात्मक प्रेषणाऐवजी एका केंद्रित बीममध्ये उपकरणापर्यंत पोहोचण्यास मदत करते. अशा प्रकारे, सिग्नलची ताकद वाढली आहे आणि हस्तक्षेप कमी केला आहे.

पाचव्या पिढीचा पाचवा घटक तथाकथित असावा संपूर्णत: दुमजली. डुप्लेक्स हे द्वि-मार्गी प्रेषण आहे, म्हणजे ज्यामध्ये माहितीचे प्रसारण आणि रिसेप्शन दोन्ही दिशांनी शक्य आहे. पूर्ण डुप्लेक्स म्हणजे डेटा ट्रान्समिशन व्यत्ययाशिवाय प्रसारित केला जातो. सर्वोत्तम पॅरामीटर्स प्राप्त करण्यासाठी हे समाधान सतत सुधारले जात आहे.

 

सहावी पिढी?

तथापि, लॅब आधीपासूनच 5G पेक्षा अधिक वेगवान काहीतरी काम करत आहेत - जरी पुन्हा, आम्हाला पाचवी पिढी नक्की काय आहे हे माहित नाही. जपानी शास्त्रज्ञ भविष्यातील वायरलेस डेटा ट्रान्समिशन तयार करत आहेत, जसे की ते पुढील, सहावी आवृत्ती होती. यामध्ये 300 GHz आणि त्याहून अधिक फ्रिक्वेन्सी वापरणे समाविष्ट आहे आणि प्रत्येक चॅनेलवर प्राप्त केलेला वेग 105 Gb/s असेल. अनेक वर्षांपासून नवीन तंत्रज्ञानाचे संशोधन आणि विकास सुरू आहे. गेल्या नोव्हेंबरमध्ये, 500 GHz टेराहर्ट्झ बँड वापरून 34 Gb/s आणि नंतर 160-300 GHz बँडमध्ये ट्रान्समीटर वापरून 500 Gb/s गाठले गेले (आठ चॅनेल 25 GHz अंतराने मोड्युल केलेले). ) - म्हणजे, 5G नेटवर्कच्या अपेक्षित क्षमतेपेक्षा कितीतरी पटीने जास्त परिणाम. नवीनतम यश हिरोशिमा विद्यापीठातील शास्त्रज्ञांच्या गटाचे आणि पॅनासोनिकच्या कर्मचार्‍यांचे एकाच वेळी कार्य आहे. तंत्रज्ञानाविषयी माहिती विद्यापीठाच्या वेबसाइटवर पोस्ट करण्यात आली होती, टेराहर्ट्झ नेटवर्कची गृहीतके आणि यंत्रणा फेब्रुवारी 2017 मध्ये सॅन फ्रान्सिस्को येथील ISSCC परिषदेत सादर करण्यात आली होती.

आपल्याला माहिती आहे की, ऑपरेशनच्या वारंवारतेत वाढ केल्याने केवळ वेगवान डेटा ट्रान्सफर सक्षम होत नाही तर सिग्नलची संभाव्य श्रेणी देखील लक्षणीयरीत्या कमी होते आणि सर्व प्रकारच्या हस्तक्षेपास त्याची संवेदनशीलता देखील वाढते. याचा अर्थ असा की बर्‍यापैकी जटिल आणि घनतेने वितरित पायाभूत सुविधा तयार करणे आवश्यक आहे.

हे देखील लक्षात घेण्यासारखे आहे की क्रांती - जसे की 2020 साठी नियोजित 5G नेटवर्क आणि नंतर काल्पनिक आणखी वेगवान टेराहर्ट्झ नेटवर्क - याचा अर्थ नवीन मानकांशी जुळवून घेतलेल्या आवृत्त्यांसह लाखो डिव्हाइस बदलण्याची गरज आहे. हे लक्षणीयरीत्या... बदलाचा वेग कमी करेल आणि उद्दिष्ट क्रांती प्रत्यक्षात उत्क्रांती होण्यास कारणीभूत ठरेल.

पुढे चालू विषय क्रमांक मासिकाच्या ताज्या अंकात.